DE3927106C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schneidwalze oder einen Stanzzylinder gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 12.

Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Schneidwalze oder eines Stanzzylinders gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 2.

Es ist bekannt, daß Schneidwalzen oder Stanzzylinder, die zum Rotationsschneiden von Etiketten, Papier-, Kunststoffolien-, Kunstleder- oder dergleichen Bahnen zur Herstellung von Kaffee­ filtern, Windeln, Damenbinden, Slip-Einlagen oder dergleichen dienen, einen Walzenkörper aufweisen, die an ihrem Umfang belie­ bige Schneidformen oder über wenigstens einen Teil ihres Umfangs sich erstreckende Schneiden mit Schneidenfuß aufweisen, die aus dem Vollen herausgearbeitet sind, d. h., daß vom Umfang des Walzenrohlings chemisch oder maschinell Material abgetragen wird, so daß nur noch der gekrümmte Schneidenfuß mit Schneide auf dem Walzenkörper stehenbleibt. Es muß daher ein der Höhe der Schneide entsprechender Teil des Walzenmaterials vom Umfang des Walzenrohlings abgearbeitet werden. Bei diesen Schneidwalzen oder Stanzzylindern ist daher die Schneide einstückig mit dem Walzenkörper oder Walzenkörpersegment verbunden. Diese Walzen weisen den Nachteil auf, daß deren Material keine zu große Festigkeit aufweisen darf, da sonst der Materialabtrag zur Herstellung der Schneide ungebührend erschwert werden würde, und dadurch die Herstellung nicht mehr rationell und kosten­ günstig durchgeführt werden kann. In der Regel bestehen der­ artige Schneidwalzen oder Stanzzylinder aus einem Chrom- oder Schnellarbeitsstahl in gehärteter Ausführung. Andrerseits weisen derartige Schneidwalzen oder Stanzzylinder aufgrund ihrer ge­ ringen Festigkeit eine begrenzte Standzeit auf, da sich die Schneiden relativ schnell abnutzen und sich somit Schneidfehler bzw. unsaubere Schnitte häufen.

Es wurde versucht, die Standzeit der Schneidwalzen dadurch zu verlängern, daß die Schneidwalze oder der Stanzzylinder bzw. Walzensegmente, die die Schneide tragen, aus Hartmetall herge­ stellt werden. Diese Segmente weisen jedoch den Nachteil auf, daß sie außerordentlich schwierig zu bearbeiten und daher nicht rationell und kostengünstig zu fertigen sind.

Mit der DE-OS 32 29 948 ist eine Schneidwalze bekannt, die austauschbare Schneiden aufweist. Zwar können derartige Schneid­ walzen innerhalb relativ kurzer Zeit mit einem neuen Satz Schneiden versehen werden, jedoch bleiben die Standzeiten dieser Schneidwalzen unverändert kurz, so daß diese Schneidwalzen ebenso oft wie andere, mit einstückigen Schneiden ausgebildete Walzen aus ihren Walzenstühlen zur Überholung ausgebaut werden müssen.

Sowohl bei den Verfahren wie auch bei der Schneidwalze wird von dem Stand der Technik nach der US-PS 15 77 620 ausgegangen. Diese Druckschrift zeigt eine Schneidwalze mit einer in den Umfang eingearbeiteten Nut, in der ein Schneidenträger zum Beispiel über Pratzen oder Schrauben festgelegt ist. In diesem Schneidenträger ist eine im Quer­ schnitt quadratische oder dreieckförmige Schneide eingelegt, die sich wendelförmig über den Umfang der Schneidwalze erstreckt. An den beiden Enden weist die Schneide eine Spann­ vorrichtung auf, über die sie in Längsrichtung gespannt und dadurch am Umfang der Schneidwalze festgespannt werden kann. Diese Schneidwalze weist demnach eine handelsübliche Metall­ schneide auf, die den üblichen Verschleiß aufweist. Außerdem ist eine derart ausgebildete Schneide lediglich in wendelförmige, sich über den Umfang erstreckende Schneidenträger einsetzbar.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Schneidwalze oder einen Stanzzylinder und ein Verfahren zum Herstellen derselben bereitzustellen, womit eine höhere Standzeit erreicht wird.

Diese Aufgabe wird mittels dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, daß in den Schneidenträger unter Wärmezufuhr ein plastifizierter Hartmetalldraht eingeformt und in der Nut festgelegt wird, und daß schließlich an den die Nut überragenden Teil des Hartmetalldrahtes die Schneide in Form von einer Schneidfläche und Schneidflanken angeformt wird.

Im Anspruch 2 ist ein weiteres Verfahren zur Lösung der Aufgabe angegeben.

Bei diesem weiteren Verfahren ist in die Oberfläche des Walzenkörpers bzw. Walzenkörpersegmentes eine Nut eingearbeitet, in die unter Wärmezufuhr ein Hartmetalldraht eingeformt und festgelegt wird, wobei schließlich an den die Nut überragenden Teil des Hartmetalldrahts die Schneide in Form von einer Schneidfläche und Schneidflanken oder Waten oder Doppelwaten angeformt werden. Der Schneidenträger wird bei dieser Ausfüh­ rungsform vom Walzenkörper oder Walzenkörpersegment gebildet.

Die Erfindung macht somit Gebrauch von einem Hartmetalldraht als Schneide, wodurch die Standzeit der Schneidewalze um wenigstens bis zum Zehnfachen erhöht wird. Hartmetalldrähte sind in ausgehär­ tetem Zustand jedoch außerordentlich spröde und können daher nicht in vorgeformten Nuten eingelegt werden. Die Erfindung sieht vor, daß der Hartmetalldraht unter Wärmezufuhr plastifi­ ziert wird und in plastifiziertem Zustand in die Nut eingelegt und an den Verlauf der Nut angepaßt wird. Nach Erkalten des verformten Hartmetalldrahts weist dieser die Form der Nut auf. In diesem ausgehärteten Zustand muß der Hartmetalldraht nunmehr lediglich in der Nut festgelegt werden, was z. B. durch Kleben, Löten od. dgl. erfolgen kann.

Zwar zeigt die US-PS 15 77 620 eine Schneidewalze, die eine in einem Schneidenfuß festgelegte Schneide besitzt, jedoch ist der Verlauf dieser Schneide im wesentlichen vorgegeben, da sich die Schneide unbedingt vom einen Walzenende zum anderen Walzenende erstrecken muß, da sie an diesen Enden festgelegt ist. Mit einer derartigen bekannten Vorrichtung ist es jedoch nicht möglich, die Schneiden derart auszubilden, daß mit ihnen z. B. kreisrunde Löcher aus einer Materialbahn herausgestanzt werden können. Ferner weist diese bekannte Vorrichtung, wie oben bereits erwähnt, nach wie vor den Nachteil auf, daß die Schneiden aus herkömmlichem Metall bestehen und daher die Stand­ zeiten der Vorrichtung nach wie vor mäßig sind. Außerdem besteht bei diesen Vorrichtungen die Gefahr eines Totalausfalls der Vorrichtung bei einem Bruch der Schneide, da dann die Schneide über ihre ganze Länge nicht mehr am Walzenkörper festhält. Bei hohen Schnittgeschwindigkeiten von mehr als 500 m/min treten außerordentlich hohe Drehzahlen der Schneidwalze auf, so daß die dabei entstehenden Fliehkräfte an der Schneide nur noch unzureichend von den Spannvorrichtungen aufgenommen werden können.

Demgegenüber wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die aus Hartmetall bestehende Schneide direkt in der Nut festgelegt, so daß hier die durch Fliehkraft entstehenden Belastungen keinen nachteiligen Einfluß haben, d. h. die Schneiden nicht zusätzlich belasten. Außerdem können beliebige Schneidenformen realisiert werden.

Auch bei Kenntnis des in der DE-PS 29 07 325 gezeigten Gegenstands wird einem Fachmann nicht gelehrt, bei einer Schneidwalze, die einen Schneidenträger aufweist, einen Hartmetalldraht durch Wärmezufuhr so zu plastifizieren, daß er ähnlich wie eine Knetmasse in den Schneidenträger eingeformt werden kann, wobei sich der Hartmetalldraht jedoch nicht mit dem Schneidenträger verbindet. Nach dem Aushärten des Hart­ metalldrahts muß demnach dieser, nunmehr die Form der Nut auf­ weisende Draht, in der Nut noch festgelegt werden, was z. B. durch Einlöten oder Einkleben erfolgt.

Die bekannte Vorrichtung nach der DE-PS 29 07 325 weist eine Schneide auf, die durch Auftragsschweißen erzeugt worden ist. Zwar sind hier beliebige Schneidformen herstellbar, jedoch ist auch hier der Nachteil der äußerst kurzen Standzeit nicht beseitigt. Zwar gibt diese Druckschrift in Spalte 2, Zeilen 44 ff., an, daß die Schweißraupen aus einem hochlegierten, verschleiß­ festen und relativ harten Stahl bestehen. Jedoch weist auch dieser Stahl den Nachteil der kurzen Standzeit auf, der lediglich durch Hartmetall gelöst werden kann. Hartmetall kann jedoch nicht gemäß dem in dieser Druckschrift aufgezeigten Verfahren auf der Schneidwalze, nämlich durch Schweißen, aufgebracht werden.

Eine erfindungsgemäß ausgebildete Schneidwalze, ein Stanzzylinder oder Stanzwerkzeug haben den wesentlichen Vorteil, daß sie einfach dadurch herzustellen sind, daß der Schneidenträger durch Mate­ rialabtragung von der Oberfläche des Walzenrohlings hergestellt wird, wobei dieser Vorgang bei der Verwendung eines relativ weichen Materials für den Walzenrohling einfach vonstatten geht und daher kostengünstig und rationell durchführbar ist. In den durch Abtragung von Material hergestellten Schneiden­ träger wird sodann eine Nut z. B. eingefräst und bildet den Sitz für einen Hartmetalldraht, der unter Wärmezufuhr in diese Nut eingelegt wird. Dabei wird der Hartmetalldraht bis knapp unterhalb seiner Sintertemperatur erwärmt, wodurch er plastisch und verformbar wird. Ist der Hartmetalldraht an den Verlauf der Nut angepaßt und in diese hineingelegt worden, so wird er in der Nut festgelegt. Schließlich wird die Walze mit einge­ legtem Hartmetalldraht rundgeschliffen und der Hartmetalldraht mit Schneidflanken versehen, wodurch die Schneide erzeugt wird.

Bei dem anderen Ausführungsbeispiel, bei dem die Nut direkt in die Oberfläche des Walzenkörpers oder Walzenkörpersegmentes eingefräst wird, wird entsprechend den vorigen Ausführungen unter Wärmezufuhr der Hartmetalldraht plastifiziert, so daß er verformt und entsprechend dem Verlauf der Nut in diese eingelegt werden kann. Nach dem Festlegen des verformten und eingelegten Hartmetalldrahts wird die Schneidwalze bzw. der Stanzzylinder rundgeschliffen und werden die Schneidflanken am Hartmetalldraht angeformt, so daß dieser eine Schneide oder Wate bildet.

Derart hergestellte Schneidwalzen oder Stanzzylinder weisen den außerordentlichen Vorteil auf, daß sie eine zehn- bis zwanzigfache Standzeit gegenüber herkömmlichen Schneidwalzen bzw. Stanzzylindern aufweisen, da die Hartmetallschneiden nur einer außerordentlich geringen Abnutzung unterliegen. Die Bear­ beitung des Hartmetalldrahts zur Herstellung der Schneide kann wirtschaftlich mittels eines geeigneten Werkzeugs, z. B. eines Diamantwerkzeugs durchgeführt werden, da nur sehr wenig Material vom Hartmetalldraht abgetragen wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Schneide auf bekannte Weise durch Konturfräsen hergestellt wird. Dabei wird vom Walzenrohling soviel Material abgetragen, bis schließlich nur noch der Schneidenträger stehenbleibt, der nunmehr von der Oberfläche des Walzenkörpers oder Walzenkörper­ segments absteht.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung wird die Nut in den Walzen­ körper bzw. in den Schneidenträger radial von außen mit einem dreieck-, rechteck- oder kreissegmentförmigen Querschnitt einge­ fräst. Dadurch, daß die Nut radial von außen eingefräst wird, liegt auch der Hartmetalldraht radial zur Achse der Schneidwalze in der Nut und wird deshalb bei Belastung in Rich­ tung des Nutgrundes gedrückt. Dies hat den Vorteil, daß es zum Festlegen des Hartmetalldrahtes in der Nut keiner speziellen Vorkehrungen bedarf und somit der Hartmetalldraht im wesent­ lichen nur entgegen der Zentrifugalkraft in der Nut festgehalten werden muß. Mit unterschiedlichen Querschnittsformen kann die Nut an die beim Schneiden auftretenden Belastungsformen angepaßt werden, so daß der Hartmetalldraht z. B. bei einer kreissegment­ förmigen Nut über einen Teil seines Umfangs vollflächig von der Nut getragen wird, bei einer dreieckförmigen Nut an zwei Punkten bzw. zwei Linien in der Nut anliegt und sich bei einer Nut mit rechteckförmigem Querschnitt entweder ausschließlich am Nutgrund oder zusätzlich noch an den Nutseitenwänden ab­ stützt.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform wird der Walzen­ körper oder das Walzenkörpersegment bzw. der Schneidenträger vor dem Einlegen des Hartmetalldrahts auf eine Temperatur unterhalb der Sintertemperatur des Hartmetalldrahtes erhitzt. Dies hat den Vorteil, daß beim Einlegen und Einfügen des Hartmetalldrahts keine örtlichen Temperaturbelastungen entstehen, wodurch die Schneidwalze bzw. der Stanzzylinder aufgrund von stark unterschiedlichen Wärmespannungen eventuell Schaden nehmen könnten. Diese Erhitzung der Schneidwalze bzw. des Stanzzylinders kann z. B. in einem Glühofen erfolgen.

Bevorzugt wird die Schneidwalze oder das Walzenkörpersegment nach dem Einlegen des Hartmetalldrahtes langsam abgekühlt. Dies hat den Vorteil, daß einerseits der Hartmetalldraht und die Schneidwalze gleiche Temperaturen aufweisen, wodurch durch Temperaturunterschiede bedingte Spannungen vermieden werden. Andererseits werden durch das langsame Abkühlen graduelle Tempe­ raturfelder mit unterschiedlichen Temperaturen und hieraus resultierende Spannungsgradienten innerhalb des Walzenkörpers vermieden.

Sobald die Schneidwalze bzw. der Stanzzylinder und der Hart­ metalldraht eine entsprechende Temperatur aufweisen, wird der Hartmetalldraht in die Nut hart eingelötet. Hierfür wird z. B. handelsübliches Silberlot mit zusätzlichem Flußmittel verwendet. Nach dem Einlöten wird die Schneidwalze mit dem mit ihr ver­ bundenen Hartmetalldraht langsam auf Raumtemperatur abgekühlt, so daß weiterhin durch Temperaturunterschiede bedingte Span­ nungsgradienten in der Verbindungsstelle von Nut und Hartmetall­ draht vermieden werden.

Soll beispielsweise ein vorgeformter Hartmetalldraht in eine Nut eingelötet werden, so wird vorteilhaft die Schneidwalze mit eingelegtem Hartmetalldraht vor dem Einlöten des Drahtes erhitzt, so daß sowohl die Schneidwalze bzw. das Walzenkörper­ segment als auch der Hartmetalldraht die zum Hartlöten erforder­ liche Temperatur aufweisen. Nach dem Einlöten wird die Schneid­ walze bzw. das Walzenkörpersegment wiederum langsam auf Raum­ temperatur abgekühlt.

Vorteilhaft wird die Schneidwalze oder das Walzenkörpersegment mittels einer Hilfsvorrichtung mit dem eingelöteten Hartmetall­ draht rundgeschliffen, wodurch Unebenheiten des Metalldrahtes, Lötmittel bzw. Lötwerkstoff, Flußmittel oder dergleichen abge­ tragen werden. Außerdem wird die Schneidwalze bereits auf ihren endgültigen Schneiddurchmesser gebracht.

Bei einer abgenutzten Schneidwalze kann die Nut vorteilhaft dadurch hergestellt werden, daß abgenutzte Hartmetalldrähte entfernt, insbesondere ausgelötet werden. Somit sind diese Schneidwalzen mehrfach verwendbar, wobei nach dem Auslöten die Schneidwalzen lediglich gereinigt, z. B. sand- oder kugel­ gestrahlt werden müssen. Nach diesem Vorgang kann ein neuer Hart­ metalldraht in die bereits vorhandene Nut eingesetzt und dort wieder festgelötet werden. Schließlich muß eine derart herge­ stellte Schneidwalze noch rundgeschliffen und die Flanken der Schneide noch hergestellt werden.

Derart hergestellte Schneidwalzen oder Stanzzylinder weisen den Vorteil auf, daß sie eine gegenüber herkömmlichen Schneid­ walzen zehn- bis zwanzigfache Standzeit besitzen, und daß bei einer abgenutzten Schneidwalze bzw. Stanzzylinder lediglich der abgenutzte Hartmetalldraht ausgelötet und gegen einen neuen ausgetauscht werden muß. Oftmals genügt es auch, die Schneid­ walze bzw. den Stanzzylinder zu überschleifen und die Schneid­ flanken nachzuarbeiten.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch durch eine Schneidwalze oder einen Stanzzylinder gelöst mit einem Walzenkörper oder Walzenkörpersegmenten und insbesondere einem sich wenigstens über einen Teil der Oberfläche des Walzenkörpers oder Walzenkörpersegmentes erstreckenden, erhabenen Schneidenfuß mit Schneide, mit einer sich wenigstens über einen Teil des Umfangs des Walzenkörpers bzw. über einen Teil des als Schneiden­ träger ausgebildeten Schneidenfußes erstreckenden Nut, wobei ein in die Nut eingeformter Hartmetalldraht vorgesehen ist, wobei der unter Wärmezufuhr plastifizierte, an den Verlauf der Nut angepaßte Hartmetall­ draht in der Nut im ausgehärtetem Zustand festgelegt ist und eine Schneidfläche bildende Schneidflanken aufweist.

Wie bereits weiter oben erläutert, wird die Schneide von einem Hartmetalldraht gebildet, der in eine Nut eingelegt und dort festgelegt ist, die entweder in der dem Walzenkörper überragen­ den Schneidenträger der Schneidwalze oder direkt im Walzenkörper oder im Walzenkörpersegment vorgesehen ist. Im ersteren Falle können aufgrund der den Walzenkörper überragenden Schneide Gegenstände größerer Dicke geschnitten werden, wohingegen im zweiten Falle, bei dem der Hartmetalldraht in einer Nut vorge­ sehen ist, die direkt in den Walzenkörper oder das Walzenkörper­ segment eingeformt ist, bevorzugt blattartige Gegenstände ge­ schnitten werden.

Vorteilhaft ist die Nut radial in den Schneidenträger bzw. in den Walzenkörper bzw. in ein Walzenkörpersegment eingeformt. Wie ebenfalls bereits erwähnt, wird dadurch der Vorteil erzielt, daß sich dadurch der in der Nut festgelegte Hartmetalldraht gleich­ mäßig in der Nut abstützen kann.

Eine einfache Bearbeitung des Walzenrohlings wird dadurch erreicht, daß dieser und somit der Walzenkörper bzw. das Walzen­ körpersegment, und gegebenenfalls der Schneidenträger aus Werk­ zeugstahl bzw. normalem Stahl bestehen. Da sich Werkzeugstahl bzw. normaler Stahl sehr gut bearbeiten läßt, ist eine ratio­ nelle und somit kostengünstige Fertigung der Schneidwalze mit Nut möglich. Außerdem weisen aus Werkzeugstahl bzw. aus normalem Stahl hergestellte Walzen eine gegenüber herkömmlichen Schneid­ walzen größere Elastizität auf, und bieten dadurch eine gute elastische Abstützung der Schneide, die demzufolge geringeren Belastungen ausgesetzt ist. Falls erforderlich kann der Walzen­ körper oder das Walzenkörpersegment bzw. der Schneidenträger aus einem luftgehärteten Metall bestehen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Hartmetall­ draht aus gesintertem Hartmetall und kann einen kreisrunden Querschnitt oder eine beliebige Form aufweisen. Sintermate­ rialien besitzen, wie allgemein bekannt, eine sehr große Härte und sind außerdem nahezu verschleißfrei. Kreisrunde Querschnitte des Hartmetalldrahtes werden deshalb bevorzugt, da ein derart ausgebildeter Draht nach allen radialen Richtungen das gleiche Widerstandsmoment aufweist und somit beim Einlegen des Hart­ metalldrahtes in die Nut gleiche Kräfte auftreten bzw. gleiche Rückstellkräfte herrschen, so daß stark gekrümmte oder sich über den ganzen Umfang erstreckende Schneiden gleichermaßen gut, wie sich in gerader Richtung erstreckende Schneiden herge­ stellt werden können.

Bevorzugt sind der Walzenkörper oder das Walzenkörpersegment und der Schneidenträger einstückig ausgebildet. Dies hat den Vorteil, daß die erfindungsgemäße Schneidwalze wie herkömmliche Schneidwalzen herstellbar ist, wobei lediglich in den Schneiden­ träger die Nut zur Aufnahme des Hartmetalls zusätzlich einge­ arbeitet werden muß. Es können somit bereits vorhandene Werk­ zeuge weiterverwendet werden. Notwendigerweise, wenn der Schnei­ denträger nur einen geringen Teil der Schneidwalzen- bzw. Stanz­ zylinderoberfläche bedeckt, kann der Schneidenträger auf ein Teilsegment (Walzenkörpersegment) aufgebracht sein und dieses dann durch Verschraubung mit dem Walzengrundkörper verbunden werden, so daß die Schneidwalze mehrstückig ausgebildet ist.

Gemäß einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, daß der in die Nut einzusetzende Hartmetalldraht vorgeformt ist und den Verlauf der Nut aufweist. Die Verformung entsteht in einer einfach ausgebildeten Hilfsvorrichtung, die der Schneidwalze in ihrer Art ähnlich ist und die gleiche, der Schneidenkontur entsprechende Nut aufweist. Dies hat den Vorteil, daß Schneid­ walzen und ihre zugehörigen Hartmetalldrähte, die später die Schneide bilden, unabhängig voneinander und somit an verschie­ denen Orten und zu verschiedenen Zeiten hergestellt werden können und gegebenenfalls auch als Reparatursatz Verwendung finden können. Demnach können Schneidwalzen mit abgenutzter oder gebrochener Schneide dadurch wieder einsatzbereit gemacht werden, daß der Hartmetalldraht ausgelötet, ein neuer vorge­ formter Hartmetalldraht eingesetzt und eingelötet wird und schließlich die Schneide auf Maß geschliffen wird. Vorteilhaft können Walzenkörpersegmente auch direkt beim Kunden in den Walzengrundkörper eingesetzt werden, so daß Zeiten für Ein- und Ausbau gesenkt bzw. Kosten für den zeitraubenden Walzen­ transport entfallen können und somit die Stillstandzeit der Schneidmaschine wesentlich abgekürzt wird.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung, ein bevorzugtes Ausführungsbei­ spiel im einzelnen beschrieben ist. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Teilansicht auf eine Stirnseite einer Schneidwalze bzw. eines Stanzzylinders, einen Teil des Schneidenträgers und der Schneide zeigend; und

Fig. 2 bis 4 einen Querschnitt durch einen schematisch darge­ stellten Schneidenträger und Schneide, sukzessive den Herstellungsvorgang der Schneide zeigend.

Die Fig. 1 zeigt eine insgesamt mit 1 bezeichnete Schneidwalze mit einem Walzenkörper 2 und einen radial vom Walzenkörper 2 abstehenden und diesen überragenden Schneidenträger 3. Axial setzt sich der Walzenkörper 2 in einer Welle 4 fort, die sowohl zum Antrieb der Schneidwalze 1 als auch zu deren Lagerung dient. Der Schneidenträger 3 weist eine Schneide 5 und zwei die Schneide 5 bildende Schneidflanken 6 und 7 auf. Die in der Fig. 1 wiedergegebene Schneidwalze 1 ist zwar ohne Tragringe ausge­ bildet, wobei sich die Erfindung jedoch nicht nur auf solche ohne Tragringe, sondern auch auf Schneidwalzen 1 mit Tragringen beziehen soll. Die Tragringe haben die Aufgabe, den Hartmetall­ draht bei besonderer Belastung vor Stößen und zu starken Druck­ beanspruchungen zu schützen und den jeweils notwendigen Abstand der Schneide 5 zum Gegenschneideteil zu gewährleisten. Das Gegen­ schneideteil kann ein vollflächig glatt ausgebildeter Körper sein. Das Gegenschneideteil kann auch eine spiegelbildlich zur Schneidwalze 1 gefertigte weitere Schneidwalze sein. Außerdem sind der Walzenkörper 2 und der Schneidenträger 3 einstückig oder mehrstückig hergestellt, wobei sich die Erfindung auch auf zwei- oder mehrteilige Walzenkörper 2 und Schneidenträger 3, insbesondere auf Walzenkörpersegmente (nicht dargestellt), die in den Walzenkörper 2 eingesetzt werden, beziehen soll.

Anhand der Fig. 2 bis 4 wird nachfolgend das Herstellungs­ verfahren einer erfindungsgemäßen Schneidwalze 1 beschrieben. Von einem aus einem Werkzeugstahl oder normalem Stahl beste­ henden Walzenrohling wird z. B. mittels eines Fräsers Material derart abgetragen, daß ein den Walzenkörper 2 radial überragen­ der und sich wenigstens teilweise über dessen Umfang erstrecken­ der Schneidenträger 3 stehenbleibt. Dieser Schneidenträger 3 ist somit einstückig mit dem Walzenkörper 2 oder dem Walzen­ körpersegment verbunden. Die Höhe des Schneidenträgers 3 ist abhängig von der späteren Verwendung der Schneidwalze 1, d. h. von der Dicke des zu schneidenden Materials. Der Schneiden­ träger 3 kann an seinem freien Ende mit Fasen 8, 9 versehen werden, was einerseits die Verletzungsgefahr, andererseits die Beschädigungsgefahr des Schneidenträgers 3 vermindert. In das stirnseitige Ende 10 des Schneidenträgers 3 wird eine Nut 11 eingefräst, die bei dem in den Fig. 2 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiel einen dreieckförmigen Querschnitt aufweist. Die Nut 11 kann auch einen rechteckförmigen oder einen kreis­ segmentförmigen Querschnitt aufweisen. Ist die Schneidwalze 1 soweit fertiggestellt, daß der Schneidenträger 3 mit einer Nut 11 versehen ist, so wird die Schneidwalze 1 in einem Ofen langsam bis unterhalb der Sintertemperatur eines Hartmaterials, z. B. eines Hartmetalles erwärmt. Nach Erreichen dieser Tempe­ ratur wird ein Hartmetall in Form eines Hartmetalldrahts 12 unter weiterer Zufuhr von Wärme, z. B. mittels eines Schweiß­ brenners, plastifiziert und in die Nut eingelegt. Durch sukzessive Erwärmung und Einfügen des Hartmetalldrahtes 12 in die Nut 11 nimmt dieser den Verlauf der Nut 11 an. Durch die Erwärmung des Hartmetalldrahtes 12 bis in den Bereich seiner Sintertemperatur wird dieser verformbar und ist somit an den Verlauf der Nut anpaßbar. Nachdem in die Nut 11 der Hartmetall­ draht 12 eingelegt ist, wird die Schneidwalze 1 im Ofen so weit temperiert, bis sie die erforderliche Temperatur aufweist. Sobald die Schneidwalze 1 diese Temperatur erreicht hat, wird sie dem Ofen entnommen und der in der Nut 11 sich befindende Hartmetalldraht 12 unter Zuführung eines Flußmittels und eines Hartlotes, z. B. eines Silberlotes oder dergleichen, eingelötet. Bei der in den Fig. 2 bis 4 wiedergegebenen Ausführungsform liegt der Hartmetalldraht 12 an zwei Punkten 13 und 14 an der Nutwand an, wohingegen die Hohlräume 15, 16 und 17 mit Silberlot 18 ausgefüllt sind. Dabei um- und unterfließt das Silberlot 18 aufgrund der Kapillarwirkung den Hartmetalldraht 12 und ver­ bindet diesen stoffschlüssig mit der Wandung der Nut 11 des Schneidenträgers 3.

Nach dem Einlöten des Hartmetalldrahtes 12 wird die Schneidwalze 1 weiter abgekühlt, so daß es aufgrund unterschiedlicher Wärme­ ausdehnungen und hieraus resultierenden Spannungsgradienten nicht zu Rissen im Hartmetalldraht 12 kommt. Hat die Schneid­ walze 1 Raumtemperatur erreicht, so wird sie in eine Schleif­ vorrichtung eingespannt und rundgeschliffen. Wie in der Fig. 3 dargestellt, wird dabei das stirnseitige, der Nut 11 gegenüber­ liegende Ende 19 des Hartmetalldrahtes 12 angeschliffen. Die Schneidwalze 1 weist nunmehr einen einheitlichen Durchmesser über die gesamte Drahtoberfläche auf. Als Werkzeug wird bevor­ zugt ein Diamantschleifer verwendet. Nach dem Rundschleifen der Schneidwalze 1 werden die Schneidflanken 20 und 21 dadurch hergestellt, daß der Hartmetalldraht 12 beidseits angeschliffen wird. Bei diesem Schleifvorgang erhalten die Schneidflanken 20 und 21 bereits ihren endgültigen Schneidwinkel, teilweise wird aber auch nur an dem Hartmetalldraht 12 der Schneidwinkel ange­ schliffen, wobei die Fasen 8 und 9 des Schneidenträgers 3 unbe­ arbeitet bleiben. Außerdem richtet sich die Schleiftiefe nach der Breite der stirnseitigen Schneidfläche 22, die eine Breite von 0,02 bis 0,25 mm aufweisen kann. Beim Schleifen der Schneid­ flanken 20 und 21 wird außerdem der Schneidenträger 3 im Bereich seiner Fasen 8 und 9 derart angeschliffen, daß er mit den Schneidflanken 20 und 21 fluchtet, falls dies für die geforderte Schneidenform notwendig wird.

Nach der Fertigstellung der Schneide 5 weist der Schneidenträger 3 eine Gestalt auf, wie sie in der Fig. 4 wiedergegeben ist. Falls die Fasen 8, 9 mitbearbeitet worden sind, geht der Schneiden­ träger 3 mit seinen neuen Fasen 8′ und 9′ fluchtend in die Schneidflanken 20 und 21 des Hartmetalldrahtes 12 über, der seinerseits stirnseitig die Schneidfläche 22 aufweist.

Bei einem Schneidvorgang wird die Schneidfläche 22 belastet. Dabei stützt sich der Hartmetalldraht 12 über die Punkte 13 und 14 an der Wandung der Nut 11 ab, wobei er an diesen Punkten 13 und 14 direkt an der Wandung der Nut 11 anliegt. Die Hohl­ räume 15, 16 und 17 sind mit Silberlot 18 ausgefüllt und bilden eine elastische Stütze für den Hartmetalldraht 12. Wie aus der Fig. 4 ebenfalls ersichtlich, liegt der Hartmetalldraht 12 derart in der Nut 11, daß er über einen großen Teil seines Umfangs stoffschlüssig mit dem Schneidenträger 3 verbunden ist. Bei radialer Belastung, d. h. in radialer Richtung der Schneidwalze 1 stützt sich der Hartmetalldraht 12 ausschließlich in der Nut 11 ab. Auch bei einer von der radialen Richtung abweichenden Richtung ist ein sicherer Halt gewährleistet, da der Hartmetall­ draht 12 nach wie vor auf Druck belastet wird. Die Hauptaufgabe der Verlötung besteht darin, den Hartmetalldraht 12 sicher in der Nut 11 zu halten, insbesondere entgegen der während der Rotation der Schneidwalze 1 auftretenden Zentrifugalkraft. Die Erfindung bezieht sich jedoch nicht nur auf Schneidwalzen 1 bzw. Stanzzylinder mit eingelöteten Hartmetalldrähten 12, sondern auch auf solche, falls notwendig, mit Hilfe von hochfesten Klebemitteln befestigte Hartmetalldrähte 12. Eine Verspannung, Verklemmung oder mechanische Befestigung des Hartmetalldrahtes 12 in der Nut 11 ist ebenfalls möglich.

Eine Überholung einer Schneidwalze 1 mit einem Hartmetalldraht 12 mit abgenutzter Schneide 5 erfolgt dadurch, daß die Schneid­ walze 1 am Durchmesser der Schneidfläche 22 der Schneidwalze 1 überschliffen wird und die Schneidflanken 20 und 21 nachge­ schliffen werden, bis die Schneidfläche 22 wieder den neuwer­ tigen Zustand aufweist. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß sie in einem Ofen bis zur Schmelztemperatur des Hartlotes 18 erwärmt wird, so daß der abgenutzte Hartmetalldraht 12 aus der Nut 11 entfernt werden kann. Nach dem Entfernen des Hart­ metalldrahtes 12 wird die Nut 11, z. B. mittels eines Kugel- oder Sandstrahlgebläses, gesäubert. Die Schneidwalze 1 ist nun bereit zur Aufnahme eines neuen Hartmetalldrahtes 12, der ent­ weder bereits vorgeformt in die Nut 11 eingesetzt wird, oder, wie oben beschrieben, unter Wärmezufuhr dem Verlauf der Nut 11 angepaßt wird. Nach dem Einlöten, Rundschleifen und Schleifen der Schneidflanken 20 und 21 des neuen Hartmetalldrahtes 12 ist die Schneidwalze 1 wieder einsatzbereit, ohne daß am Walzen­ körper 2 und/oder an dem Schneidenträger 3 Änderungen hätten vorgenommen werden müssen.

Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht darauf, daß ein Hartmetalldraht 12 in eine in einer Schneide 3 vorgesehene Nut 11 eingesetzt wird. Die Nut 11 kann auch direkt am Umfang des Walzenkörpers 2 vorgesehen sein, so daß der Hartmetalldraht 12 direkt mit dem Walzenkörper 2 oder Walzenkörpersegment verbunden wird und diesen mit seinen Schneidflanken 20, 21 und seiner Schneid­ fläche 22 nur geringfügig überragt.

Claims (21)

1. Verfahren zum Herstellen einer Schneidwalze, eines Stanz­ zylinders oder eines Stanzwerkzeuges mit einem Walzenkör­ per oder Walzenkörpersegmenten für beliebige Schneidformen und einen sich wenigstens über einen Teil der Oberfläche des Walzenkörpers oder Walzenkörpersegmentes erstreckenden, erhabenen Schneidenträger, entlang dessen Verlauf eine Nut eingearbeitet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in den Schneidenträger unter Wärmezufuhr ein plastifizierter Hartmetalldraht eingeformt und in der Nut festgelegt wird, und daß schließlich an den die Nut überragenden Teil des Hartmetalldrahtes die Schneide in Form von einer Schneid­ fläche und Schneidflanken angeformt wird.

2. Verfahren zum Herstellen einer Schneidwalze mit einem Walzenkörper oder Walzenkörpersegmenten, wobei in die Oberfläche des Walzenkörpers oder Walzenkörpersegmentes eine Nut als Schneidenträger einge­ arbeitet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in die Nut unter Wärmezufuhr ein Hartmetalldraht eingeformt und festgelegt wird, und daß schließlich an den die Nut überragenden Teil des Hartmetalldrahtes die Schneide in Form von einer Schneidfläche und Schneidflanken oder Waten oder Doppelwaten angeformt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidenträger auf bekannte Weise durch Kontur­ fräsen hergestellt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut radial von außen mit einem dreieck-, rechteck- oder kreissegmentförmigen Querschnitt in den Schneidenträger bzw. in den Walzenkörper oder das Walzenkörpersegment eingefräst wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenkörper oder das Walzenkörper­ segment bzw. der Schneidenträger vor dem Einlegen des Hartmetalldrahtes bis unterhalb der Sinter­ temperatur des Hartmetalldrahtes erhitzt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidwalze nach dem Einlegen des Hartmetalldrahtes langsam abgekühlt wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hartmetalldraht in die Nut hart eingelötet wird, oder mit einem anderen Haftvermittler oder Bindemittel oder über eine mechanische Befestigung sicher in dem Walzenkörper oder in dem Walzenkörpersegment festgelegt wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidwalze mit eingelegtem Hart­ metalldraht zum Einlöten des Drahtes erhitzt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidwalze mit eingelötetem Hartmetalldraht langsam auf Raumtemperatur abgekühlt wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidwalze mit eingeformtem Hartmetalldraht rundgeschliffen wird.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut durch Entfernen abgenutzter Hartmetalldrähte hergestellt wird.

12. Schneidwalze oder Stanzzylinder, insbesondere hergestellt nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 bzw. Anspruch 2, mit einem Walzenkörper (2) oder Walzenkörpersegmenten und insbesondere einem sich wenigstens über einen Teil der Oberfläche des Walzenkörpers (2) oder Walzenkörpersegmentes erstreckenden, erhabenen Schneidenfuß mit Schneide, mit einer sich wenigstens über einen Teil des Umfanges des Walzenkörpers (2) bzw. über einen Teil des als Schneiden­ träger (3) ausgebildeten Schneidenfußes erstreckenden Nut (11), dadurch gekennzeichnet, daß ein in die Nut (11) eingeform­ ter Hartmetalldraht (12) vorgesehen ist, wobei der unter Wärmezufuhr plastifizierte, an den Verlauf der Nut (11) angepaßte Hart­ metalldraht (12) in der Nut (11) in ausgehäretem Zustand festgelegt ist und eine Schneidfläche (22) bildende Schneidflanken (20 und 21) aufweist.

13. Schneidwalze oder Stanzzylinder nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (11) radial in den Schneiden­ träger (3) eingeformt ist.

14. Schneidwalze oder Stanzzylinder nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (11) in den Walzenkörper (2) oder in ein Walzenkörpersegment eingeformt ist.

15. Schneidwalze oder Stanzzylinder nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenkörper (2) und gegebenenfalls der Schneidenträger (3) aus Werkzeug­ stahl oder normalem Stahl bestehen.

16. Schneidwalze oder Stanzzylinder nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Hartmetall­ draht (12) aus gesintertem Hartmetall besteht.

17. Schneidwalze oder Stanzzylinder nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (11) dreieck-, rechteck- oder kreissegmentförmig ausgebildet ist.

18. Schneidwalze oder Stanzzylinder nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Hartmetall­ draht (12) einen kreisrunden Querschnitt aufweist.

19. Schneidwalze oder Stanzzylinder nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenkörper (2) und der Schneidenträger (3) einstückig oder mehrstückig ausgebildet sind.

20. Schneidwalze oder Stanzzylinder nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der in die Nut (11) einzusetzende Hartmetalldraht (12) vorgeformt ist und den Verlauf der Nut (11) aufweist.

21. Schneidwalze oder Stanzzylinder nach einem der Ansprüche 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß sie (er) aus einer Träger­ welle mit angeschraubten oder in anderer Form befestigten Walzenkörper­ segmenten besteht.